对某细砂进行常水头渗透试验土样的长度为10cm

对某细砂进行常水头渗透试验土样的长度为10cm 例题2－1 对某细砂进行常水头渗透试验。土样的长度为10cm，土样的横截面积为23086cm，水位差为8.0cm，经测试在120s内渗透水量为300cm，试验时水温为15C。试求 0水温为20C时该土的渗透系数和渗透速度。 0解题：常水头法试验，用测得的数据首先确定试验水温为15kC的渗透系数，15 0再考虑水的动力粘滞系数影响，计算出水温为20kC时的渗透系数；渗透速度的计算，20首先确定在此常水头渗透试验状态下的水力坡降，然后利用达西定律得出。 0解 （1）计算水温为15kC时的渗透系数 15 VL300，10,2 由（2－7）式得 k,,,3.63，10(cm/s) 15Aht86，8，1200 （2）计算水温为20kC时的渗透系数 200 当水温为20C时，水的动力粘滞系数比可由《土工试验规程》（SL－237）查得,/,,1.133， T20,,22即得 k,,k,/,3.63，10，1.133,4.11，10(cm/s)T201520 （3）计算渗透速度 h8.0,2,2由达西定律，得： v,ki,k,4.11，10，,3.29，10(cm/s)L10.0 例题2－2 某土样做变水头渗透试验，土样直径为6.5cm，长度为4.0cm，水头管直径为1.0cm，开始水头为120cm，经20 min后，水头降了12.5cm，求渗透系数。 解题分析：根据变水头渗透试验数据，计算土样的和水头管的横截面积，即可求得此状 态下的渗透系数。 1,解 土样的横截面积222 A,D,，6.5,33.18cm,44 ,1222 水头管的横截面积,a,d,，1.0,0.785cm 44 haL2.3，0.785，4.0120,61 渗透系数 k,2.3lg,，lg,8.67，10(cm/s)Ath33.18，20，60120,12.52 例题2－3 已知地基的孔隙比e=0.78，为了测定地基的渗透系数，在地下水的流动方 向相隔10m打了两眼井，两井的水位差为18cm，如图2-1所示。现往上游井中投入食盐， 在下游井进行连续检测，经过10.5h后，食盐流到下游井。试求该地基的渗透系数。 图2—1 两井间地基渗流剖面 解题分析：假设食盐水以水的速度v流动，根据食盐水从上游井中到达下游井的时间t，确定食盐水在孔隙中流动的实际速度，再依据达西定律及与实际速度关系，得出食盐水实际 速度计算公式，两者相等，即得该地基的渗透系数。 解 食盐水以水的速度v流动，从上游井中到达下游井的时间为t，地基的孔隙率为 ,hLkin，则食盐水在孔隙中流动的实际速度：v,,,k 则有 tnnL 2nLe0.78 k, 根据 n,,,44%,ht1，e1，0.78 20.44，1000 ？k,,0.65(cm/s)18，10.5，3600 例题2－4 一个基坑坑壁用板桩支撑，坑底有一排水用的集水池，如图2－2所示。现校核板桩打入土中3m长度是否够用？ 图2－2 基坑集水池板桩的剖面图 解题分析：因为是砂土地基，所以根据流砂的可能性的判别条件校核板桩打入土中长度h4= i是否够用。为此要计算渗透水流的水力坡降和流砂的临界水力坡降，通过流砂的安全系数确,,0.4L4，3，3定。 ,,,19,10sat, （2）计算确定流砂的临界水力坡降 i= 解 （1）计算确定渗透水流的水力坡降 ,,0.9cr,10, i0.9cr （3）确定发生流砂的安全系数 >2.0 F,,,2.25si0.4 ？板桩打入土中3m长度足够。 例题2－5 在孔隙比=0.40，土粒比重G=2.65的细砂中开挖基坑，已知基坑底部有厚S 度为1.5m细砂层，受到向上2.0m的渗透水头的作用，如图2－3所示。试确定在土层上面至少加多厚的粗砂才能防止流土现象发生？（假设粗砂与细砂具有相同的孔隙率和比重，而 且不计粗砂的水头损失）。 图2－3 基坑剖面图 解题分析：若发生流土现象，土中的有效应力应为零。故此求解渗流条件下基坑底部总 应力,u与孔隙水应力，由有效应力原理确定在土层上面加粗砂的厚度。当然这里首先要 计算出土的孔隙比和饱和重度。 en0.4解 由，得 n,e,,,0.671，e1,n1,0.4 因为粗砂和细砂的孔隙比和比重相同，故此，两种砂土的饱和重度也相同。 G，e2.65，0.67 3S ,,,,，9.81,19.50(kN/m),sat1，e1，0.67 设抵抗流土发生应加的粗砂厚度为Z，则基坑底部受到总应力,u与孔隙水应力为 ,,z，,,,,()(1.5),sat ,u,h,,, 若发生流土，则基坑底部有效应力应为零。即 , ,,,,u,(,,,)(z，1.5),,h,0sat,, 也即（19.5-9.81）（Z＋1.5）－9.81×2.0=0 ？ Z=0.525m